用直接数字合成器(DDS)实现正弦波形发生器设计.doc

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1、附表1：广州大学学生实验报告开课学院及实验室：物理与电子工程学院-电子楼317室2016年5月23日学院物电　年级、专业、班姓名Jason.P学号实验课程名称　EDA技术实验成绩　实验项目名称用直接数字合成器（DDS）实现正弦波形发生器设计指导教师一、实验目的：学习利用EDA技术、FPGA和直接数字合成器的原理设计一正弦波形发生器。二、实验内容：1、实验基本原理与功能：DDS技术是一种把一系列数字形式的信号通过DAC转换成模拟形式的信号合成技术，目前使用最广泛的一种DDS方式是利用高速存储器作查找表，然后通过高速DAC输

2、出已经用数字形式存入的正弦波。图12-1DDS的基本原理图图12-1是DDS的基本原理图，频率控制字和相位控制字分别控制DDS输出正(余)弦波的频率和相位。DDS系统的核心是相位累加器，它由一个累加器和一个N位相位寄存器组成。每来一个时钟脉冲，相位寄存器以步长M增加。2、实验主要技术指标：1)弦波输出频率范围：1kHz~10MHz；1)具有频率设置功能，频率步进：100Hz；2)输出信号频率稳定度：优于10-4；3)输出电压幅度：在50Ω负载电阻上的电压峰-峰值Vopp≥1V；4)失真度：用示波器观察时无明显失真。3、设

3、计步骤：1)根据题目要求，参考GW48使用说明书，选取适当的模式来实现。2)依据题目要求功能，设计顶层总体结构图。3)使用VerilogHDL语言来实现顶层结构中各个模块的功能，并创建顶层文件可调用的图形元件，如：累加器、相位寄存器、加法器、正弦查找表等模块。4)创建顶层GDF文档，并将各模块连接。5)根据题目要求，以及第一步所选模式，并查表，定义引脚。6)编译并下载到目标芯片中。7)利用实验箱验证所设计项目的各项功能。一、实验原理图描述：电路原理图的顶层设计说明：1)1、32位加法器add。由LPM_ADD_SUB宏模

4、块构成。设置了2阶流水线结构，使其在时钟控制下有更高的运算速度和输入数据稳定性。2)2、32位寄存器ff。由LPM_FF宏模块担任。add与ff构成一个32位相位累加器。其高10位A[31..22]作为波形数据ROM的地址。3)3、正弦波形数据ROM。正弦波形数据ROM模块sin_rom的地址线和数据线位宽都是10位。这就是说，其中的一个周期的正弦波数据有1024个，每个数据有10位。其输出可以接一个10位的高速DAC；如果只有8位DAC，可截去低2位输出。ROM中的.mif数据文件可由Guagle_wave.exe软件

5、获得。4)4、频率控制字输入B[17..10]。本来的频率控制字是32位的，但为了方便实验验证，把高于17和低于10的输入位分别预先设置成0或1。5)DAC驱动数据口DAC[9..0]。四、仿真结果：仿真波形随着频率字B[17..0]的加大，电路中ROM的数据输出的速度也将提高。如当B[17..0]=0x20、0x40、0x60时，DAC输出数据的速度有很大不同。五、引脚锁定：六、硬件测试结果：下载程序到目标机实物连接图DAC输出的正弦波七、实验心得:通过本次实验使我对DSS信号发生器的构成及工作原理有了一定的理解，同时

6、也对前面实验的内容进行了一次较为全面的温习，对顶层电路原理图的设计，波形仿真以及宏模块的创建流程有了更加深入的体会。积累了这么多次实验的经验，使我在一定程度上掌握了QuartusII软件的使用，但在课后还需要多加实操和练习以进一步提高自己的能力！说明：各学院（实验中心）可根据实验课程的具体需要和要求自行设计和确定实验报告的内容要求和栏目，但表头格式按照“实验项目名称”栏以上部分统一。